智能制造-工業(yè)40和二化融合南通案例35-課件

1、工業(yè)4.0和二化融合（南通案例）2022/10/111上海長(zhǎng)寧創(chuàng)意研發(fā)室樊國(guó)成 2014-12-17工業(yè)4.0和二化融合（南通案例）2022/10/111上海長(zhǎng)工業(yè)4.02022/10/112工業(yè)4.0是德國(guó)提出的工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略計(jì)劃德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，前三次工業(yè)革命的發(fā)生，分別源于機(jī)械化、電力和信息技術(shù)。他們將18世紀(jì)引入機(jī)械制造設(shè)備定義為工業(yè)1.0，20世紀(jì)初的電氣化為2.0，始于20世紀(jì)70年代的生產(chǎn)工藝自動(dòng)化定義為3.0，而物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務(wù)化迎來(lái)了以智能制造為主導(dǎo)第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法，即“工業(yè)4.0”。德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略旨在通過(guò)充分利用信息通訊技術(shù)和信息物理系統(tǒng)（

2、CPS）相結(jié)合的手段，推動(dòng)制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。工業(yè)4.02022/10/112工業(yè)4.0是德國(guó)提出的工業(yè)發(fā)2022/10/113兩化融合兩化融合是我國(guó)提出的工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略計(jì)劃2022/10/113兩化融合兩化融合是我國(guó)提出的工業(yè)發(fā)展的2022/10/114德國(guó)工業(yè)4.0與中國(guó)兩化內(nèi)容是一樣的：如出一轍、異曲同工、殊途同歸。工業(yè)4.0是什么？2022/10/114德國(guó)工業(yè)4.0與中國(guó)兩化內(nèi)容是一樣的：1、工業(yè)4.0是網(wǎng)絡(luò)工業(yè)4.0是什么，看看南通案例吧1、工業(yè)4.0是網(wǎng)絡(luò)工業(yè)4.0是什么，看看南通案例吧工廠網(wǎng)絡(luò)2022/10/116工廠網(wǎng)絡(luò)2022/10/116網(wǎng)絡(luò)層2022/10/117網(wǎng)絡(luò)層

3、2022/10/1171.1、一次傳感器與控制器之間的互聯(lián)2022/10/118工業(yè)4.0的核心是單機(jī)智能設(shè)備的互聯(lián)，不同類(lèi)型和功能的智能單機(jī)設(shè)備的互聯(lián)組成智能生產(chǎn)線，不同的智能生產(chǎn)線間的互聯(lián)組成智能車(chē)間，智能車(chē)間的互聯(lián)組成智能工廠。1.1、一次傳感器與控制器之間的互聯(lián)2022/10/118工DCS控制系統(tǒng)2022/10/119DCS控制系統(tǒng)2022/10/119智能車(chē)間2022/10/1110智能車(chē)間2022/10/11101.2、設(shè)備和產(chǎn)品的互聯(lián)2022/10/1111工業(yè)4.0的意味著智能工廠能夠自行運(yùn)轉(zhuǎn)，零件與機(jī)器可以進(jìn)行交流。由于產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)備之間能夠通信，使得產(chǎn)品能理解制造的細(xì)節(jié)以

4、及自己將被如何使用。同時(shí)，它們能協(xié)助生產(chǎn)過(guò)程，回答諸如“我是什么時(shí)候被制造的”、“哪組參數(shù)應(yīng)該被用來(lái)處理我”、“我應(yīng)該被傳送到哪”等等問(wèn)題。1.2、設(shè)備和產(chǎn)品的互聯(lián)2022/10/1111工業(yè)4.0的智能倉(cāng)庫(kù)2022/10/1112智能倉(cāng)庫(kù)2022/10/11121.3、虛擬和現(xiàn)實(shí)的互聯(lián)2022/10/1113信息物理系統(tǒng)（CPS）是工業(yè)4.0的核心，它通過(guò)將物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設(shè)備具有計(jì)算、通信、控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，從而實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)物理世界的融合。信息物理系統(tǒng)（CPS）可以將資源、信息、物體以及人緊密聯(lián)系在一起，從而創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)服務(wù)，并將生產(chǎn)工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)

5、智能環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備、產(chǎn)品、人協(xié)調(diào)互動(dòng)的基礎(chǔ)。1.3、虛擬和現(xiàn)實(shí)的互聯(lián)2022/10/1113信息物理系統(tǒng)工業(yè)4.0自動(dòng)化-信息物理系統(tǒng)（CPS）信息物理系統(tǒng)（CyberPhysicalSystem，CPS）強(qiáng)調(diào)物理過(guò)程與信息間的反饋。2008年美國(guó)加利福利亞大學(xué)的Lee.E在其技術(shù)報(bào)告信息物理系統(tǒng)：設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)中指出：信息物理系統(tǒng)是計(jì)算和物理過(guò)程的整合集成。嵌入式計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)對(duì)物理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。從自動(dòng)化技術(shù)的觀點(diǎn)看，CPS是一種工程系統(tǒng)，由一個(gè)嵌入在物體中的計(jì)算和通信的內(nèi)核，以及物理環(huán)境中的結(jié)構(gòu)所監(jiān)測(cè)和控制。（Karl Henrik Johansson，2011）以信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)CPPS

6、為模型構(gòu)建智慧工廠，或者數(shù)字化工廠工業(yè)4.0自動(dòng)化-信息物理系統(tǒng)（CPS）2022/10/11152022/10/11151.4、萬(wàn)物互聯(lián)（IOE，Internetof Everything）2022/10/1116信息技術(shù)發(fā)展的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)無(wú)所不在的連接，所有產(chǎn)品都將成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端。萬(wàn)物互聯(lián)就是人、物、數(shù)據(jù)和程序通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接在一起，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)所有人和人、人和物以及物和物之間的互聯(lián)，重構(gòu)整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)工具、生產(chǎn)方式和生活場(chǎng)景。1.4、萬(wàn)物互聯(lián)（IOE，Internetof Everyt2、工業(yè)4.0是集成2022/10/1117“工業(yè)4.0”將無(wú)處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制

7、系統(tǒng)、通信設(shè)施通過(guò)CPS形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端對(duì)端的高度集成。2、工業(yè)4.0是集成2022/10/1117“工業(yè)4.0”將2.1、縱向集成2022/10/1118縱向集成是一個(gè)公司擁有一個(gè)供應(yīng)鏈各個(gè)部分的方法。一個(gè)高度縱向集成的企業(yè)，可以控制從原料準(zhǔn)備到產(chǎn)品零售的全部行動(dòng)?？梢允构驹谫I(mǎi)賣(mài)交易市場(chǎng)中的交易成本降到最低，它對(duì)于更好地控制物流、交流信息和降低成本有利。工業(yè)4.0所要追求的就是在企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)所有環(huán)節(jié)信息無(wú)縫鏈接，這是所有智能化的基礎(chǔ)。2.1、縱向集成2022/10/1118縱向集成是一個(gè)公司擁2.2、橫向集成

8、2022/10/1119在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)牽引和信息技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)下，每一個(gè)企業(yè)都是在追求生產(chǎn)過(guò)中的信息流、資金流、物流無(wú)縫鏈接與有機(jī)協(xié)同，在過(guò)去這一目標(biāo)主要集中在企業(yè)內(nèi)部，但現(xiàn)在這一遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了，企業(yè)要實(shí)現(xiàn)新的目標(biāo)：從企業(yè)內(nèi)部的信息集成向產(chǎn)業(yè)鏈信息集成，從企業(yè)內(nèi)部協(xié)同研發(fā)體系到企業(yè)間的研發(fā)網(wǎng)絡(luò)，從企業(yè)內(nèi)部的供應(yīng)鏈管理與企業(yè)間的協(xié)同供應(yīng)鏈管理，從企業(yè)內(nèi)部的價(jià)值鏈重構(gòu)向企業(yè)間的價(jià)值鏈重構(gòu)。2.2、橫向集成2022/10/1119在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)牽引和信息2.3、端到端集成2022/10/1120端到端就是圍繞產(chǎn)品全生命周期的價(jià)值鏈創(chuàng)造，通過(guò)價(jià)值鏈上不同企業(yè)資源的整合，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、物流配送、使用維護(hù)的

9、產(chǎn)品全生命周期的管理和服務(wù)。 例如，與客戶簽訂合同-項(xiàng)目組成立施工管理-客戶驗(yàn)收-質(zhì)保期結(jié)束的整個(gè)管理過(guò)程。把前期和客戶的要求，談判，作為項(xiàng)目的前端，項(xiàng)目結(jié)束后可以和客戶簽訂服務(wù)合同2.3、端到端集成2022/10/1120端到端就是圍繞產(chǎn)品3、工業(yè)4.0是數(shù)據(jù)2022/10/1121從工業(yè)1.0、2.0、3.0演進(jìn)的角度來(lái)看，這一認(rèn)識(shí)不無(wú)道理，數(shù)據(jù)是區(qū)別于傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)體系的本質(zhì)特征。在“工業(yè)4.0”時(shí)代，制造企業(yè)的數(shù)據(jù)將會(huì)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。3、工業(yè)4.0是數(shù)據(jù)2022/10/1121從工業(yè)1.0、23.1、產(chǎn)品數(shù)據(jù)2022/10/1122產(chǎn)品數(shù)據(jù)，包括設(shè)計(jì)、建模、工藝、加工、測(cè)試、維護(hù)、產(chǎn)

10、品結(jié)構(gòu)、零部件配置關(guān)系、變更記錄等數(shù)據(jù)。產(chǎn)品的各種數(shù)據(jù)被記錄、傳輸、處理和加工，使得產(chǎn)品全生命周期管理成為可能，也為滿足個(gè)性化的產(chǎn)品需求提供了條件。3.1、產(chǎn)品數(shù)據(jù)2022/10/1122產(chǎn)品數(shù)據(jù)，包括設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)記錄2022/10/1123產(chǎn)品數(shù)據(jù)記錄2022/10/11233.2、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)2022/10/1124包括組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)管理、生產(chǎn)設(shè)備、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、質(zhì)量控制、生產(chǎn)、采購(gòu)、庫(kù)存、目標(biāo)計(jì)劃、電子商務(wù)等數(shù)據(jù)。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)所不在的傳感、連接，帶來(lái)了無(wú)所不在的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會(huì)創(chuàng)新企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、營(yíng)銷(xiāo)和管理方式。3.2、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)2022/10/1124包括組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)管PLC數(shù)據(jù)

11、運(yùn)營(yíng)2022/10/1125PLC數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)2022/10/11253.3、價(jià)值鏈數(shù)據(jù)2022/10/1126包括客戶、供應(yīng)商、合作伙伴等數(shù)據(jù)。企業(yè)在當(dāng)前全球化的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中參與競(jìng)爭(zhēng)，需要全面地了解技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)作業(yè)、采購(gòu)銷(xiāo)售、服務(wù)、內(nèi)外部后勤等環(huán)節(jié)的競(jìng)爭(zhēng)力要素。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得價(jià)值鏈上各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)和信息能夠被深入分析和挖掘，為企業(yè)管理者和參與者提供看待價(jià)值鏈的全新視角，使得企業(yè)有機(jī)會(huì)把價(jià)值鏈上更多的環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為企業(yè)的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。3.3、價(jià)值鏈數(shù)據(jù)2022/10/1126包括客戶、供應(yīng)商、3.4、外部數(shù)據(jù)2022/10/1127包括經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、行業(yè)、市場(chǎng)、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手等數(shù)據(jù)。為了應(yīng)對(duì)外部環(huán)境變化所

12、帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)必須充分掌握外部環(huán)境的發(fā)展現(xiàn)狀以增強(qiáng)自身的應(yīng)變能力。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在宏觀經(jīng)濟(jì)分析、行業(yè)市場(chǎng)調(diào)研中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為企業(yè)提升管理決策和市場(chǎng)應(yīng)變能力的重要手段。3.4、外部數(shù)據(jù)2022/10/1127包括經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、行業(yè)、4、工業(yè)4.0是創(chuàng)新2022/10/1128產(chǎn)品工業(yè)4.0”的實(shí)施過(guò)程實(shí)際上就是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過(guò)程，制造技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新將會(huì)層出不窮。4、工業(yè)4.0是創(chuàng)新2022/10/1128產(chǎn)品工業(yè)4.4.1、技術(shù)創(chuàng)新2022/10/1129技術(shù)創(chuàng)新。未來(lái)工業(yè)4.0的技術(shù)創(chuàng)新在三條軌道上進(jìn)行，一是新型傳感器、集成電路、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)、

13、大數(shù)據(jù)不斷演進(jìn)。二是傳統(tǒng)工業(yè)在信息化創(chuàng)新環(huán)境中，不斷優(yōu)化創(chuàng)新流程、創(chuàng)新手段和創(chuàng)新模式。三是傳統(tǒng)工業(yè)與信息技術(shù)的融合發(fā)展，它既包括信息物理空間（CPS）、智能工廠整體解決方案等一系綜合集成技術(shù)。4.1、技術(shù)創(chuàng)新2022/10/1129技術(shù)創(chuàng)新。未來(lái)工4.2、產(chǎn)品創(chuàng)新2022/10/1130信息通信技術(shù)不斷融入工業(yè)裝備中，推動(dòng)著工業(yè)產(chǎn)品向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)4.2、產(chǎn)品創(chuàng)新2022/10/1130信息通信技術(shù)不斷融入西門(mén)子創(chuàng)新2022/10/1131西門(mén)子創(chuàng)新2022/10/11314.3、模式創(chuàng)新2022/10/1132“工業(yè)4.0”將發(fā)展出全新的生產(chǎn)模式、商業(yè)模式。首先在生產(chǎn)模式層面，“工業(yè)4.0”對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，要求從過(guò)去的“人腦分析判斷+機(jī)器生產(chǎn)制造”的方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皺C(jī)器分析判斷+機(jī)器生產(chǎn)制造”的方式，基于信息物理系統(tǒng)（CPS）的智能工廠和智能制造模式正在引領(lǐng)制造方式的變革。4.3、模式創(chuàng)新2022/10/1132“工業(yè)4.0”將發(fā)展4.4、業(yè)態(tài)創(chuàng)新2022/10/1133伴隨信息等技術(shù)升級(jí)應(yīng)用，從現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中衍生疊加出的新環(huán)節(jié)新活動(dòng)，將會(huì)發(fā)展成為新的業(yè)態(tài)，進(jìn)一步來(lái)講在新市場(chǎng)需求的拉動(dòng)下，將會(huì)形成引發(fā)產(chǎn)業(yè)體系重大變革的產(chǎn)業(yè)。就目前來(lái)看，工業(yè)云服務(wù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都有可能成為或者催生出一些新的產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。4.4、